Kunstmatige muizenembryo’s, gemaakt zonder zaad- of eicellen, hebben zich in de baarmoeders van vrouwtjesmuizen ontwikkeld tot levende foetussen. Dat hebben genetici voor de eerste keer laten zien. Wel traden misvormingen op in de embryo’s en hebben we nog een lange weg te gaan voordat we op deze manier ook menselijke baby’s kunnen maken.
De genetici maakten de kunstmatige muizenembryo’s met behulp van pluripotente stamcellen. Deze cellen kunnen zich differentiëren in alle drie de celtypen die normaliter voorkomen in vroege embryo’s.
Samen met zijn collega’s lukte het Jun Wu van het Southwestern Medical Center van de Universiteit van Texas om de stamcellen te veranderen in de drie embryonale celtypen. Met het toevoegen van voedingsstoffen en groeistimulanten vormden de cellen vanzelf embryoachtige structuren.
Mieren zijn magnifieke navigators
Mieren zijn in staat tot verbazingwekkende navigatieprestaties. Misschien kan waardering hiervoor helpen om deze insectensoorten te behouden.
‘De cellen deden het werk vanzelf. Je kon de cellen, die later het placentaweefsel zouden vormen, naar buiten zien bewegen terwijl andere cellen, die de foetus zouden vormen, naar binnen gingen’, zegt Wu.
Het team bracht de kunstmatige embryo’s in bij vrouwtjesmuizen. Van de embryo’s nestelde 7 procent zich met succes in de baarmoeder. Een week later werden de geïmplanteerde embryo’s operatief verwijderd met een keizersnede.
Microscopisch onderzoek liet zien dat de embryo’s foetale structuren vormden, zij het met grote misvormingen. ‘De weefselstructuur en organisatie waren niet zo goed als bij normale embryo’s’, zegt Wu.
Perfect gevormd
Dit experiment markeert de eerste keer dat kunstmatige embryo’s zich tot foetaal weefsel ontwikkelen in een baarmoeder. Al eerder hadden andere onderzoekers kunstmatige muizenembryo’s gemaakt van stamcellen, maar zulke embryo’s waren daarna nooit met succes geïmplanteerd. Of na implantatie konden de embryo’s alleen placentacellen vormen en niet de andere celtypen.
De uitdaging zal nu zijn om de kunstmatige embryo’s zo te maken dat ze zich kunnen ontwikkelen tot perfect gevormde foetussen. ‘Dit kan inhouden dat ze gekweekt worden in een mix van voedingsstoffen en groeistimulanten die overeenkomt met de omgeving waaraan groeiende embryo’s in het lichaam worden blootgesteld’, zegt Wu.
Schaalbaar systeem
Wu voerde zijn experiment niet uit om meer nakomelingen te maken, benadrukt hij. ‘Het bestuderen van kunstmatige embryo’s die in de baarmoeder groeien, helpt ons om te zien hoe goed ze op echte embryo’s lijken’, zegt hij.
Zodra de kunstmatige embryo’s echt genoeg zijn, kun je ze in plaats van echte embryo’s bij onderzoek gebruiken. ‘Ons doel is een schaalbaar systeem waarmee we honderden of zelfs duizenden van deze embryoachtige structuren kunnen produceren’, zegt Wu.
‘De embryomodellen kunnen gebruikt worden in schaaltjes voor het bestuderen van de vroege ontwikkeling van zoogdieren, het optimaliseren van IVF-technieken en het testen van effecten van medicijnen op het veroorzaken van geboorteafwijkingen’, zegt Wu.
Baby’s uit oren?
‘Desalniettemin laat de studie zien dat het mogelijk is om nakomelingen te maken van kunstmatige embryo’s’, zegt Wu. Sommige van de pluripotente stamcellen die zijn team gebruikte bij het maken van kunstmatige embryo’s werden gemaakt uit hergeprogrammeerde cellen uit oren van volwassen muizen. Als we hetzelfde zouden kunnen doen met menselijke orencellen, huidcellen of andere niet-reproductieve cellen, dan zouden we levensvatbare menselijke embryoachtige structuren kunnen maken zonder zaad- of eicellen. ‘Maar dit blijft sciencefiction’, zegt Wu.
‘Er zijn geen gegronde wetenschappelijke of medische redenen om menselijke baby’s te maken van kunstmatige embryo’s’, vindt Nicolas Rivron van het Instituut van Moleculaire Biotechnologie in Wenen.
Toch kunnen kunstmatige embryo’s die op deze manier gemaakt zijn in de toekomst mogelijk worden gebruikt voor het bestuderen van vruchtbaarheidsproblemen. ‘We kunnen bijvoorbeeld huidcellen afnemen bij een onvruchtbaar persoon, die gebruiken om kunstmatige embryo’s te maken en vervolgens hun groei bestuderen in het lab voor het identificeren van genetische oorzaken van onvruchtbaarheid’, zegt Rivron. ‘Naast de mogelijkheid tot het testen van medicijnen, kan dit helpen bij het voorkomen of oplossen van zwangerschapsproblemen.’